Τα τελευταία χρόνια, μια πανευρωπαϊκή ομάδα ηλιοφυσικών εργάζεται πάνω στη σύλληψη, σχεδιασμό και υλοποίηση του μεγαλύτερου ευρωπαϊκού τηλεσκοπίου για την παρατήρηση του Ήλιου, το επονομαζόμενο European Solar Telescope (EST). Το γιγαντιαίο αυτό τηλεσκόπιο, με διάμετρο κυρίου κατόπτρου τεσσάρων μέτρων θα έχει ως σκοπό την καλύτερη κατανόηση του Ήλιου, του μοναδικού αστεριού που μπορούμε να δούμε με τόση λεπτομέρεια.
Η πρώτη μελέτη σχεδιασμού του τηλεσκοπίου ξεκίνησε το 2008 και ολοκληρώθηκε τρια χρόνια αργότερα. Στη μελέτη συμμετείχαν εταίροι και ινστιτούτα από δεκαπέντε ευρωπαϊκές χώρες και το πρόγραμμα χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή επιτροπή με 3.2 εκατομμύρια ευρώ.
Από το 2016 βρίσκεται σε εξέλιξη το πρόγραμμα PRE-EST (EST Preparatory Phase), δηλαδή η προπαρασκευαστική φάση του EST. Το πρόγραμμα, το οποίο χρηματοδοτείται από το πλαίσιο Horizon 2020 της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, έχει ως σκοπό να καταστρώσει ένα λεπτομερές σχέδιο ολοκλήρωσης του τηλεσκοπίου. Στο πρόγραμμα συμμετέχουν 23 εταίροι από 17 Ευρωπαϊκές χώρες, μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα, με το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών.
Ταυτόχρονα, μέσω του προγράμματος GREST (Getting Ready for EST), πραγματοποιούνται οι απαραίτητες δραστηριότητες ώστε να αναπτυχθούν νέα όργανα αιχμής και να αντιμετωπιστούν νομικά και κοινωνικο-οικονομικά ζητήματα σχετικά με την κατασκευή του τηλεσκοπίου. Συνολικά, θα μπορούσε κανείς να πει ότι η ανάπτυξη του EST είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα συνεργασίας μεταξύ ινστιτούτων και επιστημόνων διαφορετικών κρατών, κατά την οποία γίνεται πολύ αποτελεσματικός καταμερισμός εργασίας λαμβάνοντας υπόψη την τεχνογνωσία του κάθε εταίρου. Ας σημειωθεί ότι οι δραστηριότητες αυτές λαμβάνουν χώρα ταυτόχρονα με τις όποιες ερευνητικές δραστηριότητες των επιμέρους επιστημόνων-ινστιτούτων.
Γιατί μελετάμε τον Ήλιο;
Όπως συνηθίζουμε να λέμε οι αστροφυσικοί, ο Ήλιος είναι ένα τεράστιο αστροφυσικό εργαστήρι. Λόγω της εγγύτητάς του στον πλανήτη μας μπορούμε να παρατηρήσουμε στον Ήλιο θεμελιώδεις φυσικές διεργασίες, κατά τις οποίες αλληλεπιδρούν ο μαγνητισμός με το πλάσμα (η κατάσταση στην οποία βρίσκεται το υλικό που αποτελεί τον Ήλιο) της ηλιακής ατμόσφαιρας. Γνωρίζοντας ότι ο Ήλιος είναι ένα συνηθισμένο αστέρι, οι παρατηρήσεις αυτών των διεργασιών και οι απαντήσεις στα ερωτήματα που τίθενται (αλλά και τα νέα ερωτήματα που συνεχώς προκύπτουν) μπορούν να μας μάθουν πολλά για τα υπόλοιπα αστέρια του Σύμπαντος. Επιπλέον, γνωρίζουμε ότι ο Ήλιος εμφανίζει φαινόμενα σε ένα μεγάλο εύρος μεγεθών και εντάσεων. Τα πιο έντονα από αυτά επηρεάζουν με ποικίλους τρόπους το διαστημικό και γήινο περιβάλλον και για αυτό το λόγο η μελέτη τους και η προσπάθειες πρόγνωσής τους έχουν μεγάλη σημασία για την ανθρωπότητα. Γνωρίζουμε ότι η ένταση και η συχνότητα των δυναμικών φαινομένων του Ήλιου μεταβάλλονται με το χρόνο και η μεταβλητότητά τους αυτή συνδέεται με τη μεταβλητότητα που παρουσιάζει ο μαγνητισμός του Ήλιου. Οι αιτίες που προκαλούν αυτή τη μεταβλητότητα δεν μας είναι ακόμα πλήρως κατανοητές επομένως ένας μεγάλος όγκος και διάρκεια παρατηρήσεων υψηλής ποιότητας είναι απαραίτητα για την κατανόηση της ηλιακής δραστηριότητας και τη δυνατότητά μας να παράγουμε στο μέλλον προγνώσεις υψηλής ακρίβειας.
Τέλος, ο Ήλιος είναι ίσως το μόνο ουράνιο σώμα που επηρεάζει άμεσα και σε τέτοιο μεγάλο βαθμό τη ζωή και την ύπαρξή μας. Μελετώντας τον Ήλιο, προσπαθούμε πλέον να καταλάβουμε πώς μπορεί να επιδρούν τα μαγνητικής φύσης φαινόμενα της ατμόσφαιράς του στο γήινο και διαστημικό περιβάλλον, βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα και να εντοπίσουμε πιθανές συνδέσεις μεταξύ των φαινομένων αυτών και του κλίματος.
Ήδη, μια σειρά από διαστημικές αποστολές και επίγεια τηλεσκόπια επιχειρούν να δώσουν απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν συνήθως συνδυασμούς παρατηρήσεων από τα διάφορα διαθέσιμα όργανα, τα οποία έχουν διαφορετικές δυνατότητες, σχηματίζοντας με αυτό τον τρόπο μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα για την εξέλιξη των ηλιακών φαινομένων. Τελικά, οι γνώσεις που αποκτούμε για το άστρο της ημέρας μοιάζουν με ένα ψηφιδωτό που σχηματοποιείται από τις επιμέρους και συνδυασμένες προσφορές όλων αυτών των διαστημικών αποστολών και τηλεσκοπίων.
Γιατί χρειαζόμαστε καλύτερα και μεγαλύτερα τηλεσκόπια;
Ακόμα και με τα σύγχρονα διαθέσιμα όργανα, ο Ήλιος καταφέρνει να μας κρύβει τα μυστικά του. Οι βασικές διεργασίες που βρίσκονται πίσω από τα φαινόμενα που παρατηρούμε και οφείλονται στην αλληλεπίδραση του πλάσματος με το μαγνητικό πεδίο, όπως η απελευθέρωση μαγνητικής ενέργειας κατά τη διάρκεια των εντυπωσιακών εκρήξεων και η εμφάνιση διαφόρων ειδών κυμάτων, η οποία πιστεύουμε ότι διοχετεύει ενέργεια στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιράς του, συμβαίνουν σε ακόμα μικρότερες περιοχές του Ήλιου.
Προκειμένου λοιπόν να γίνει το βήμα στην επόμενη περίοδο ηλιακών παρατηρήσεων, είναι κοινώς αποδεκτό από την επιστημονική κοινότητα ότι θα πρέπει να συνδυαστούν με ακόμη πιο αποδοτικό τρόπο τα προτερήματα ενός τηλεσκοπίου μεγάλου ανοίγματος, που θα επιτρέπει την μελέτη ακόμα μικρότερων περιοχών στον Ήλιο, με εξειδικευμένα όργανα, εφοδιασμένα με ειδικά φίλτρα, τα οποία θα πραγματοποιούν πολύ γρήγορες λήψεις εικόνων σε συγκεκριμένα μήκη κύματος. Ταυτόχρονα, υπολογιστικές τεχνικές αιχμής πλέον μας επιτρέπουν να βελτιώνουμε δραματικά τις εικόνες που τα όργανά μας λαμβάνουν. Ήδη, εικόνες από υπάρχοντα τηλεσκόπια όπως το Swedish Solar Telescope (SST, Σουηδικό Ηλιακό Τηλεσκόπιο) απεικονίζουν με εντυπωσιακή καθαρότητα και ταχύτητα φαινόμενα τόσο μικρής κλίμακας που θα ήταν αδύνατο να φανταστεί κανείς ότι μπορεί να «δει» πριν μερικές δεκαετίες. Πάνω σε αυτή τη λογική στηρίζεται η κατασκευή του νέου Ευρωπαϊκού Ηλιακού Τηλεσκοπίου.
Τα χαρακτηριστικά του EST
Το EST θα έχει διάμετρο πρωτεύοντος κατόπτρου τεσσάρων μέτρων και θα χρησιμοποιεί τεχνολογία αιχμής. Θα είναι το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο που θα έχει φτιαχτεί ποτέ από ευρωπαϊκά ινστιτούτα και ένα από τα μεγαλύτερα γενικώς. Θα εγκατασταθεί στα Κανάρια νησιά, μια από τις ιδανικότερες τοποθεσίες για την παρατήρηση του ουρανού, όπου ήδη βρίσκονται πολλά και σημαντικά τηλεσκόπια.
Με το EST επιχειρείται να δοθεί πρόσβαση στους ηλιακούς φυσικούς της ευρωπαϊκής ηπείρου σε τηλεσκόπια πολύ μεγάλης διαμέτρου. Τέτοια τηλεσκόπια μέχρι στιγμής δεν υπάρχουν. Επομένως πιστεύεται ότι με την κατασκευή του τα οφέλη της επιστημονικής κοινότητας θα είναι όχι μόνο ποσοτικά αλλά και ποιοτικά. Ταυτόχρονα, μέσω των φάσεων της προετοιμασίας αλλά και λειτουργίας του τηλεσκοπίου δίνεται η δυνατότητα να συνεργαστούν ερευνητές από όλη την ήπειρο, επομένως γίνεται η αφορμή να δυναμώσουν οι δεσμοί συνεργασίας και να παραχθεί περισσότερη έρευνα σε διεθνές επίπεδο. Ταυτόχρονα, η ίδια η κατασκευή του τηλεσκοπίου θα αποτελέσει μια μοναδική ευκαιρία για την βιομηχανία των ευρωπαϊκών χωρών, η οποία έχει ήδη την τεχνογνωσία από προηγούμενα προγράμματα. Γενικά, η κατασκευή τηλεσκοπίων, όπως και ο σχεδιασμός και η υλοποίηση διαστημικών αποστολών, αποτελούν πεδίο καινοτομίας και τα αποτελέσματά τους έχουν πολύ ευρύτερες κοινωνικο-οικονομικές επιπτώσεις, οι οποίες δεν περιορίζονται μόνο στην παραγωγή επιστημονικής γνώσης.
Σε ό,τι αφορά το πρακτικό κομμάτι, το EST φιλοδοξεί να παρατηρήσει για πρώτη φορά τον τρόπο που συνδέονται μεταξύ τους τα φαινόμενα που παρατηρούμε σε διάφορα ύψη της ατμόσφαιρας του Ήλιου με το μαγνητισμό που αναδύεται από τα βάθη του εσωτερικού του. Ταυτόχρονα θα προσπαθήσει να απεικονίσει τις θερμικές και μαγνητικές ιδιότητες και τη δυναμική εξέλιξη αυτών των φαινομένων παράγοντας παρατηρήσεις πολύ υψηλής χωρικής και χρονικής ανάλυσης.
Τα όργανα του EST θα εκμεταλλεύονται τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές της απεικόνισης, της φασματοσκοπίας αλλά και της φασματοπολωσιμετρίας. Με την τελευταία τεχνική μας δίνεται η δυνατότητα να μετράμε σε διάφορα ύψη τα «αόρατα» μαγνητικά πεδία που διαπερνούν το ηλιακό πλάσμα, ταυτόχρονα με κάποιες παραμέτρους σχετικές με τις κινήσεις και τις θερμικές ιδιότητές του. Ο κλάδος αυτός της αστροφυσικής βρίσκεται σε μεγάλη άνθιση τα τελευταία χρόνια και έχει ένα πολλά υποσχόμενο μέλλον. Τέλος, προκειμένου να εκμηδενιστεί η επίδραση της ατμόσφαιρας της Γης στις παρατηρήσεις, το EST θα χρησιμοποιεί τις πιο προηγμένες τεχνικές προσαρμοστικής οπτικής. Οι τεχνικές αυτές διορθώνουν τις παραμορφώσεις τις εικόνας που οφείλονται σε ατμοσφαιρικές διαταραχές και τύρβη.
Περισσότερες πληροφορίες για την πρόοδο των εργασιών σχετικά με το EST μπορούν να αναζητηθούν στην ιστοσελίδα http://www.est-east.eu/est/index.php
Η Ευρωπαϊκή κοινότητα των ηλιακών φυσικών
Στα πλαίσια των εργασιών για την προετοιμασία του EST, πραγματοποιήθηκε και μια πρώτη αποτίμηση του μεγέθους και των χαρακτηριστικών της ευρωπαϊκής κοινότητας των ηλιακών φυσικών. Παρόλο που η διεθνής παρουσία των ηλιακών φυσικών που εργάζονται σε Ευρωπαϊκά ινστιτούτα είναι πολύ ισχυρή και αριθμεί περισσότερα από πεντακόσια μέλη, μια τέτοια αποτίμηση δεν υπήρχε. Η ομάδα του προγράμματος GREST ολοκλήρωσε την άνοιξη του 2016 μια λεπτομερή καταγραφή της σύστασης και των ερευνητικών ενδιαφερόντων της κοινότητας, ξεκινώντας από τη συλλογή πληροφοριών που ήταν δημόσια διαθέσιμη και στη συνέχεια εμπλέκοντας τους ερευνητές σε μια διαδικασία καταγραφής των επιστημόνων των ομάδων τους και των ερευνητικών τους ενδιαφερόντων. Μέρος της διαδικασίας ήταν να διαπιστωθεί και κατά πόσο το EST θα έχει θετικές επιπτώσεις στις μελλοντικές τους έρευνες.
Εντοπίστηκαν 615 ερευνητές σε 22 χώρες
Περισσότερο από το 80% της κοινότητας εντοπίζεται σε εννέα χώρες.
Οι γυναίκες φτάνουν περίπου στο 27% με τάσεις ανόδου του ποσοστού στους νεότερους ερευνητές.
Περίπου η μισή κοινότητα απαρτίζεται από ερευνητές με μόνιμη θέση ενώ οι υπόλοιποι είναι μεταδιδακτορικοί ερευνητές και υποψήφιοι διδάκτορες.
Τα πιο δημοφιλή πεδία έρευνας είναι αυτά της ηλιακής ατμόσφαιρας (12,9%), των μαγνητικών πεδίων του Ήλιου (12,7%), οι εκλάμψεις (8,3) το ηλιακό στέμμα (7,8%) και η χρωμόσφαιρα (7,4%)
Η συντριπτική πλειονότητα των ερευνητών θεωρεί ότι το EST θα έχει πολύ θετικά αποτελέσματα στην έρευνά τους
Η ισχυρή παρουσία της Ευρωπαϊκής κοινότητας πιστοποιείται από το γεγονός ότι στο 41% περίπου των δημοσιεύσεων στην Ηλιακή Φυσικής μεταξύ 2005 και 2015 συμμετέχουν ερευνητές από την Ευρώπη.
Γιάννης Κοντογιάννης
